帶有集成電壓調(diào)節(jié)器的CDMA接收機(jī)中頻子系統(tǒng)芯片AD6121

1、帶有集成電壓調(diào)節(jié)器的CDMA接收機(jī)中頻子系統(tǒng)芯片AD6121        摘要：AD6121為3V接收機(jī)中頻子系統(tǒng)，帶有集成電壓調(diào)節(jié)器，片內(nèi)I/O解調(diào)器可提供差分正交基帶輸出，并可與CDMA基帶轉(zhuǎn)換器接口，AD6121可用于CDMA、W-CDMA、AMPS和TACS應(yīng)用系統(tǒng)中的接收機(jī)和QPSK接收機(jī)。文中介紹了AD6121的原理和特點(diǎn)，并給出了典型的應(yīng)用電路。    關(guān)鍵詞：接收機(jī);中頻子系統(tǒng);CDMA;I/Q解調(diào)器;AD6121 1 AD6121的特點(diǎn)及引腳功能 

2、0;  AD6121是一種低功耗的接收機(jī)中頻子系統(tǒng)芯片，可用于CDMA系統(tǒng)，它由高動(dòng)態(tài)范圍的中頻放大器、正交產(chǎn)生器、I和Q路解調(diào)器、低功耗控制輸入等部分組成。其中，高動(dòng)態(tài)范圍中頻放大器的增益可由電壓控制。芯片內(nèi)部還帶有低壓降電壓調(diào)節(jié)器，因而可使用電壓為2.94.2V的電池供電。    增益控制輸入端能接收來自DAC輸出的增益控制電壓輸入。使用內(nèi)部的電壓參考時(shí)，它中提供94.5dB的增益控制。增益控制接口的參考輸入可連接到內(nèi)部參考或者外部參考上。    I/Q解調(diào)器提供的差分正交基帶輸出可與CD-MA基帶轉(zhuǎn)換器接口，在使用除2

3、的正交產(chǎn)生器時(shí)應(yīng)在其后接一個(gè)多相位濾波器，以保證正交準(zhǔn)確度處在±2.5度之內(nèi)。    AD6121中頻子系統(tǒng)芯片使用25GHz的BiCMOS半導(dǎo)體工藝制造，采用28腳SSOP封裝。圖1所示為其引腳排列。1.1 主要特性    AD6121的主要特點(diǎn)如下：    可與IS98A和PCS標(biāo)準(zhǔn)兼容，適用于CD-MA，W-CDMA，AMPS和TACS應(yīng)用系統(tǒng)；    片內(nèi)線性中頻放大器的噪聲系數(shù)為5.9dB，具有-47.5dB到+47dB的分貝線性增益控制能力； 

4、   正交解調(diào)器可解調(diào)50MHz350MHz的中頻信號(hào)；    內(nèi)含集成低壓降調(diào)節(jié)器，具有200mV的調(diào)節(jié)器壓降，可使用來自電池的2.94.2V的輸入；    功耗低，中等增益時(shí)電流消耗為10mA，睡眠模式時(shí)電流消耗小于1A；    有配套的發(fā)送中頻芯片AD6122可供使用。1.2 引腳功能    AD6121中頻子系統(tǒng)接收芯片的引腳功能說明如表1所列。它共有28個(gè)引腳。表1 AD6121的管腳描述管腳號(hào)管腳號(hào)名稱描述功能1CDMA/FMCDMA或FM輸入

5、選擇模式選擇：為1時(shí)為CDMA模式，為0時(shí)為FM模式2CDMAIPPCDMA正輸入來自CDMA SAW濾波器的中頻輸入，交流耦合3CDMAIPNCDMA負(fù)輸入來自CDMA SAW濾波器的中頻輸入，交流耦合4IFGND中頻地地5FMIPP中頻正輸入來自FM SAW濾波器的中頻輸入，交流耦合6FMIPN中頻負(fù)輸入來自FM SAW濾波器的中頻輸入，交流耦合7IFVCC中頻電源VCC中頻AGC的電源VCC8DGND數(shù)字地地9LOIPP本振正輸入端本振差分輸入端，交流耦合10LOIPN本振負(fù)輸入端本振差分輸入端，交流耦合11DVCC數(shù)字電源DVCC控制邏輯的電源VCC12LDOC低壓降調(diào)節(jié)器晶體管集電極

6、連接連接到外部晶體管的集電極13LDOB低壓降調(diào)節(jié)器晶體管基極連接連接到外部晶體管的基極14LODE低壓降調(diào)節(jié)器晶體管射極連接連接到外部PNP晶體管的發(fā)射極15PD2解調(diào)器低功耗控制端解調(diào)器低功耗控制輸入，CMOS邏輯兼容16VGAIN增益控制電壓輸入接收來自外部DAC的增益控制電壓17REFIN增益控制參考輸入18REFOUT參考輸出向REFIN腳和CDMA基帶電路參考輸入端提供1.23V電壓參考，這樣增益控制DAC和AD6121使用相同參考19PD1中頻放大器低功耗控制輸入中頻放大器低功耗控制輸入，CMOS邏輯電平兼容20QOPNQ路負(fù)輸出到基帶電路Q路負(fù)輸入端的連接21QOPPQ路正輸出

7、到基帶電路Q路正輸入端的連接22IOPNI路負(fù)輸出到基帶電路I路負(fù)輸入端的連接23IOPPI路正輸出到基帶電路I路正輸入端的連接24LODGND地地端25DEMIPP解調(diào)器中頻輸入正端到保護(hù)濾波器的解調(diào)器輸出26DEMIPN解調(diào)器中頻輸入負(fù)端到保護(hù)濾波器的解調(diào)器輸出27IFOPN中頻放大器中頻輸出負(fù)端到保護(hù)濾波器的中頻輸出28IFOPP中頻放大器中頻輸出正端到保護(hù)濾波器的中頻輸出2 工作原理    AD6121的原理功能框圖如圖2所示。它由大動(dòng)態(tài)范圍的中頻放大器、正交產(chǎn)生器、IQ解調(diào)器、低壓調(diào)節(jié)器和低功耗控制器等組成。    AD61

8、21用于CDMA系統(tǒng)時(shí)，接收所需要的CDMA信號(hào)大約為6mV（峰峰值），干擾信號(hào)比需要的信號(hào)高42dB，大約為700mV（峰峰值）。因此，能滿足CDMA系統(tǒng)的指標(biāo)要求。2.1 中頻放大器和增益控制    AD6121的中頻增益由CDMA和FM輸入級(jí)兩個(gè)單元提供，并在其后連接三級(jí)級(jí)聯(lián)的中頻放大器，其增益和輸入帶寬對(duì)于FM和CDMA兩種模式是完全相同的。當(dāng)CDMA/FM腳為高電平時(shí)，CDMA模式被使能；為低時(shí)，使能FM模式。    中頻放大器可工作于兩種配置中：一種配置是IQ解調(diào)器工作于正常功耗模式，另一種工作于低功耗模式。IQ解調(diào)器的功

9、耗設(shè)定由PD2腳完成。    AD6121的總增益分貝數(shù)與自動(dòng)增益控制電壓VGAIN成線性關(guān)系。使用18腳或外部電壓參考可設(shè)定VGAIN的范圍。當(dāng)內(nèi)部電壓參考REFOUT連接到REFIN腳時(shí)，VGAIN會(huì)控制AGC的范圍，通常該值設(shè)定在0.52.5V之間。最小的增益產(chǎn)生在VGAIN最小時(shí)，最大的增益產(chǎn)生在VGAIN最大時(shí)。最大和最小的增益不會(huì)隨REFIN腳電壓的變化而改變。但是，增益的斜率會(huì)隨VGAIN范圍的變化而變化。2.2 I和Q解調(diào)器    I和Q解調(diào)器將其提供的差分正交基帶輸出送到CDMA基帶轉(zhuǎn)換器。除敢中頻放大級(jí)提供的5.6

10、dB的增益外，解調(diào)順還提供5.6dB的電壓增益。I和Q解調(diào)器的輸出應(yīng)進(jìn)行低通濾波，濾波器通常應(yīng)具有16MHz的帶寬。    正交產(chǎn)生器后接多相位濾波器，以保證正交性位于±1度之內(nèi)。2.3 低功耗控制    AD6121具有三種工作模式：中頻放大器和IQ路解調(diào)器均被激活、只有中頻放大器激活、或者中頻放大器和解調(diào)都處于低功耗狀態(tài)。這些不同模式的實(shí)現(xiàn)由PD1腳和PD2腳控制，具體設(shè)置見表2。表2 AD6121的低功耗控制PD1PD2中頻放大器解調(diào)器00開開01開并10無效狀態(tài)無效狀態(tài)11關(guān)關(guān)2.4 低壓降調(diào)節(jié)器 

11、0;  AD6121內(nèi)部集成了一個(gè)低壓降調(diào)節(jié)器。該調(diào)節(jié)器可使用2.9V到4.2V的輸入，能提供2.7V的輸出（12腳，LDOC）。該2.7V的信號(hào)可為DVCC（11腳）和IFVCC（7腳）提供所需的直流電壓。為了配置該低壓降調(diào)節(jié)器，應(yīng)使用外部晶體管。其晶體管的hFE最小應(yīng)為100，最大為300，且其飽和電壓應(yīng)為-0.4V。    如果不使用低壓降調(diào)節(jié)器而使用外部調(diào)節(jié)器，可將LDOE、LDOC和LDOB三端連在一起接到外部調(diào)壓器上。2.5 保護(hù)濾波器    當(dāng)AD6121的中頻放大器和解調(diào)器都被激活時(shí)，從中頻放大器的輸出端和I

12、Q解調(diào)器的輸入端看去的寄生阻抗將很高，這相當(dāng)于一個(gè)低通濾波器，可用于衰減中頻信號(hào)。因此，應(yīng)使用外部電感與之形成并聯(lián)諧振電路，以消除寄生電容的影響。這樣外部電感和內(nèi)部寄生電容就構(gòu)成了所謂的保護(hù)濾波器。    保護(hù)濾波器可由中頻放大器差分輸出端之間的電感組成，由于中頻放大器的輸出饋送到IQ解調(diào)器時(shí)解調(diào)器是激活的，且中頻放大器的輸出不是集電極開路。因此，不需要上拉電阻，僅用10nF的電容進(jìn)行交流解耦即可。    選擇上拉電感時(shí)，可讓中頻掃描，并在頻譜分析儀上觀察中頻放大器的輸出。因?yàn)镮和Q輸出信號(hào)在直流到16MHz范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)是平坦的，而IQ輸出端的低通濾波器會(huì)衰減此信號(hào)。如使用的保護(hù)濾波器電感適宜，則IQ的輸出信號(hào)幅度將高于其它保護(hù)濾